可重構(gòu)音視頻同步壓縮的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了多媒體技術(shù)的發(fā)展,近年不斷涌現(xiàn)出全新的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,比如網(wǎng)絡(luò)電視、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)視頻電話(huà)和遠(yuǎn)程醫(yī)療,這些應(yīng)用都可能會(huì)遇到媒體之間不同步的問(wèn)題,而這一問(wèn)題的最突出表現(xiàn)是音頻和視頻的不同步。
　　 本文針對(duì)音視頻不同步的問(wèn)題提出了兩種基于MPEG-4 AVC／H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的音視頻同步壓縮算法。這兩種算法均是基于MPEG-4 AVC／H.264 CAVLC,將音頻信號(hào)作為隱藏信息嵌入到視頻信號(hào)中,然后將

2、嵌入了音頻的視頻碼流壓縮、存儲(chǔ)和傳送。這兩種算法可以省去單獨(dú)傳送音頻信號(hào)所需要的信道,降低硬件資源消耗。二者的不同之處在于,一種算法是基于拖尾系數(shù)的符號(hào),另一種算法則是基于Zig-Zag掃描逆順序上除拖尾系數(shù)之外的第一個(gè)非零系數(shù)的奇偶性。經(jīng)過(guò)JM86Baseline模型驗(yàn)證,這兩種算法均能實(shí)現(xiàn)將音頻信號(hào)嵌入到視頻信號(hào)而不會(huì)對(duì)視頻信號(hào)質(zhì)量造成明顯的下降,而且從解碼器提取的音頻信號(hào)和原始音頻信號(hào)幾乎沒(méi)有差別。
　　 對(duì)于算法中所涉及

3、到的硬件部分,本文采用可重構(gòu)理論對(duì)其進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。首先,本文對(duì)CAVLC解碼器中的各個(gè)模塊分別進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)解碼Coeff_Token的碼表進(jìn)行了優(yōu)化,并提出了一種全新的Coeff_Token解碼結(jié)構(gòu)。然后,通過(guò)查找CAVLC解碼器和MPEG-4 AVC／H.264標(biāo)準(zhǔn)定義的三種逆變換編碼模式的可共用的部分,采用可重構(gòu)理論對(duì)CAVLC解碼器中的nC解碼和這三種逆變換進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過(guò)可重構(gòu)單元同時(shí)實(shí)現(xiàn)nC解碼、4×4逆整數(shù)變換、4×4逆

4、Hadamard變換和2×2逆Hadamard變換。硬件設(shè)計(jì)通過(guò)Verilog HDL實(shí)現(xiàn),并采用ModelSim、Synopsys Design Compiler、Xilinx Virtex-5 XC5VLX110T和Synopsys Astro分別進(jìn)行了功能驗(yàn)證、綜合與時(shí)序驗(yàn)證、FPGA驗(yàn)證實(shí)施和自動(dòng)布局布線(xiàn)。仿真和驗(yàn)證結(jié)果表明,本文的設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,電路性能相對(duì)于參考設(shè)計(jì)有較大提高。
　　 本文創(chuàng)新之處在于提出了兩種